slab分配器

Slab分配器把对象分组放进高速缓存（cache），以避免重复初始化对象。slab分配器并不丢弃已分配的对象，而是释放并把它们保存在内存中。当以后又要请求新的对象时，就可以从内存直接获取而不用重复初始化。

 

对象高速缓存的组织如下图所示，高速缓存的内存区被划分为多个slab，每个slab由一个或多个连续的页框组成，这些页框中既包含已分配的对象，也包含空闲的对象。

 

 

FQL同学问了个问题，说为什么高速缓存中需要slab中间层，直接cache中包含对象不就OK么？ 我初次看这个图的时候也考虑过这个问题，但没有深入分析，昨天分析了一下，下面的内容应该能回答这个问题。

 

1.         高速缓存是一系列对象的结合，用于减少每次申请对象内存构造（初始化）对象的时间。

2.         高速缓存的大小随内核使用对象的频度变化，即高速缓存的大小是可以动态变化的，从kmem_cache_create的参数就可以看出，只需指明对象的大小，不指定高速缓存的总大小。当需要很多对象时，可增加高速缓存的大小；当对象不再频繁使用时，可以回收高速缓存的部分空间。

3.         假如没有slab层，高速缓存直接由多个页组成。当内核需要申请一个新的对象时，由于对象的申请和释放是随机的，定位一个空闲对象会遍历各个页找出一个空闲对象。同时，当高速缓存需要释放一些页面时，需要先定位哪些页面是完全空闲的。如果没有任何的辅助信息，上面两个过程效率是非常低的，可通过为页增加额外的描述信息来提高效率，比如页上对象的个数及分配情况（全部空闲，全部分配，还是部分分配）等。

4.         Slab管理多个页面，slab被划分为多种类型（全部分配的slab，部分分配的slab以及空闲的slab），并包含一些描述信息包括slab中第一个对象的地址，非空闲对象个数，下一个空闲对象下标等。这些描述信息与3中需要为页增加的描述信息基本相同。

5.         从以上4点可以看出，增加slab中间层其实是在时间和空间上的折中方案。